学沪科版必修2 3.2研究功和功率 课件（3）(24张）.ppt

3 2研究功与功率 二 功率的计算 三 功率 描述做功快慢的物理量 定义式 单位 瓦特 w 2 功率与速度的关系 1 当v为瞬时速度时 对应的p为瞬时功率 2 当v为平均速度时 对应的p为平均功率 3 功率中的制约关系 1 定义 功跟完成这些功所用时间的比值叫做功率 例 质量m 3kg的物体 在水平力f 6n的作用下 在光滑的水平面上从静止开始运动 运动时间t 3s 求 1 力f在t 3s内对物体做的功 2 力f在t 3s内对物体做功的平均功率 3 力f在3s末对物体做功的瞬时功率 答案 54j 18w 36w 四 机车的两种启动方式 1 额定功率 是发动机正常工作时的最大输出功率 即机器铭牌上的标定值 2 实际功率 是指机器在工作中实际输出的功率 注意 1 机车不一定在额定功率下工作 机车正常工作时实际功率总是小于或等于额定功率 2 机车的功率 机车的牵引力与速度间的制约关系 一 机车的两种功率 当f f时 a 0 v达到最大 保持vm匀速 v 受力分析 起动过程分析 启动过程中阻力不变 1 以恒定的功率起动 汽车先做加速度逐渐减小的变加速直线运动 最终以速度做匀速直线运动 起动过程描述 图象描述 二 机车的两种启动方式 启动过程中加速度与瞬时速度间的对应关系 常见问题 1 启动过程结束的条件 2 启动后所能获得的最大速度 4 启动过程中位移与时间对应关系 2 当汽车的加速度为a2 1m s2时 求汽车的速度v2 3 求汽车所能达到的最大速度vm 4 若启动过程10s 则经历的位移是多少 1 经过时间t 1s 速度为v1 4m s 求此时的加速度a1 3 12m s 1 2m s2 2 6m s 例5 质量为m 5 103kg的汽车在水平路面上行驶 阻力是车重的0 1倍 让汽车保持额定功率p0 60kw由静止开始启动 请回答以下问题 4 48m 受力分析 起动过程分析 当p p额时 保持p额继续加速 当f f时a 0速度达到最大 保持vm匀速 匀加速运动过程结束 2 以恒定的牵引力起动 汽车先做匀加速直线运动 再做加速度逐渐减小的变加速直线运动 最终以速度做匀速直线运动 起动过程描述 图象描述 常见问题 1 匀加速启动阶段 4 变加速时间与位移及所能获得的最大速度关系 2 变加速阶段所能获得的最大速度 变加速阶段加速度与瞬时速度间的对应关系 两种起动方式的比较 不同点 以恒定功率起动只有一个变加速阶段 起动过程短 但容易损坏发动机 以恒定牵引力起动有两个加速阶段 起动过程长 但起动平稳有 利于保护发动机 相同点 无论哪种方式起动 汽车所能达到的最大速度相同 都等于 达到最大速度的条件相同 都是当a 0时取得 例6 额定功率为80kw的汽车 在水平长直公路上行驶时最大速度可达20m s 汽车质量为2 103kg 如果汽车从静止开始做匀加速直线运动 加速度可达2m s2 设运动过程中阻力大小不变 求 1 汽车运动时所受阻力f 2 汽车匀加速运动过程可持续的时间t1 3 汽车启动后 发电机在第三秒末的瞬时功率p 4 汽车在做匀加速直线运动过程中 发动机所做的功w 例 汽车的质量为m 输出功率恒为p 沿平直公路前进距离s的过程中 其速度由 增至最大速 假定汽车在运动过程中所受阻力恒定 则汽车通过距离s所用的时间为 附 利用w pt求变力做功 用w pt计算功时 必须满足变力的功率是一定的 两式联立得 解 当 时 汽车的速度达到最大 由 可得 对汽车 根据动能定有 1 功w fscos 2 功率 3 机车的两种启动方式 恒定功率启动和匀加速启动 小结 课堂练习 质量为m的汽车由静止开始以恒定的功率p爬坡 斜坡的倾斜角为 汽车受到的摩擦阻力恒定为f 求汽车所能达到的最大速度vm 2 列车在恒定功率机车的牵引下 从车站出发行驶5分钟 速度达到20m s 那么在这段时间内 列车行驶的路程 a 一定小于3kmb 一定等于3kmc 一定大于3kmd 不能确定 解 画出运动的v t图象如图示 若为匀变速运动 则图象如图示 位移为3km 故选c c 3 汽车发动机的额定功率为p 60kw 若其总质量为m 5t 在水平路面上行驶时 所受的阻力恒为 求 1 汽车所能达到的最大速度vm 2 若汽车以的加速度由静止开始做匀加速直线运动 这一过程能维持多长时间 例1关于力对物体做功 以下说法正确是 a 一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等 正负相反b 不论怎样的力对物体做功 都可以w fscos 计算c 合外力对物体不作功 物体必定做匀速直线运动d 滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功 1 运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程 将人和伞看成一个系统 在这两个过程中 下列说法正确的是 a 阻力对系统始终做负功b 系统受到的合外力始终向下c 重力做功使系统的重力势能增加d 任意相等的时间内重力做的功相等 d a 题型一 判断做功与正负 题型 题型二 功的计算 2 如图所示 传送带在电动机带动下 保持v 2m s的速度匀速运行 传送带与水平面的夹角为30度 现把一质量m 10kg的工件轻轻地放在传送带底端 由传送带传送至h 2m的高处 已知工件与传送带间动摩擦因数 g 10m s2 1 试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动 2 工件从传送带底端运动至h 2m高处的过程中工件所受的各力对工件做的功 m h v 题型三 功率的计算 例3 汽车在水平公路上 从静止开始做匀加速直线运动 到t1秒末关闭发动机做匀减速直线运动 到t2秒末静止 其速度 时间图象如图所示 图中 w2c p p1 p2d p1 p2 t t1 0 v t2 abd 1 如图 在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮k 一条不可伸长的轻绳饶过k分别与物块ab相连 ab的质量分别为mamb 开始时系统处于静止状态 现用一水平恒力f拉物块a 使物块b上升 已知当b上升距为h时 b的速度为v 求此过程中物块a克服摩擦力所做的功 重力加速度为g k a f b 课后补充练习 2 如图 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上 点 另一端系一小球 给小球足够大的初速度 使小球在斜面上做圆周运动 在此过程中 小球机械能守恒 重力对小球不做功 绳的张力对小球不做功 在任何时间内 小球克服摩擦力做的功总小于小球动能的减少 c 4 如图所示 一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b 跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上 质量为3m的a球置于地面上 质量为m的b球从水平位置静止释放 当a球对地面压力刚好为零时 b球摆过的角度为 下列结论正确的是 a 90 b 45 c b球摆动到最低点的过程中 重力对小球做功的功率先增大后减小d b球摆动到最低点的过程中 重力对小球做功的功率一直增大 ac 5 汽车在平直公路上以恒定功率启动 设阻力定 则在图中关于汽车运动过程中的加速度 速度随时间变化的关系 下列说法中正确的是 a 汽车的a t图象可用乙图描述b 汽车的v t图象可用甲图描述c 汽车的a t图象可用丁图描述d 汽车的v t图象可用丙图描述 y y y y 速度增加越来越慢 加速度减小越来越慢 ab 6m s 6 一辆质量为5000kg的汽车从静止开始启动 保持发动机功率恒定在平直的公路上行驶 汽车所受阻力恒为车重的0 1倍 汽车从启动到速度达到最大值的过程中行驶的路程为128m 现先后测出了几个时刻汽车的速度 见表格 g 10m s2 求 1 汽车发动机的功率 2 t3时刻汽车运动的加速度 3 汽车从启动到速度达到最大值所经历的时间 16m s 16m s t5 t6 t2 t3 t4 10m s 14m s 时刻 3m s t1 速度 7 子弹以速度v0射入墙壁